مدل‌سازی و ارزیابی فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی عملکرد پیل سوختی کربنات مذاب در مقایسه با میکرو توربین گازی به‌منظور تولید هم‌زمان برق و حرارت

Abstract

با توجه به افزایش مصرف و قیمت انرژی، کاهش منابع سوخت فسیلی و افزایش نگرانی‌ها درزمینه مسائل زیست‌محیطی و گرمایش زمین، یافتن راهی به‌منظور تبدیل انرژی با راندمان بالا و اثرات زیست‌محیطی پایین ضروری است. پیل‌های سوختی به دلیل راندمان تولید توان بالا و اثرات زیست‌محیطی پایین فناوری‌های مناسبی برای تولید انرژی در آینده می‌باشند. در میان پیل‌های سوختی، پیل سوختی کربنات مذاب دارای دمای عملکرد و راندمان تبدیل انرژی بالایی است که این دمای عملکرد بالا منجر به سازگاری با سوخت‌های مختلف می‌گردد. از سوی دیگر می‌توان حرارت بالای تولیدی پیل سوختی را به‌منظور کاربرد‌های گرمایشی بازیابی نمود. هدف از این پژوهش مدل‌سازی و ارزیابی فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی پیل سوختی کربنات مذاب در مقایسه با فناوری مرسوم و متداول میکرو توربین گازی است. با توجه به ارزیابی‌های انجام شده در توان‌های مختلف، راندمان تولید توان پیل سوختی به میزان 23% بیشتر از میکرو توربین گازی به دست آمد که این امر منجر به کاهش مصرف سوخت در پیل سوختی می‌گردد. ازلحاظ زیست‌محیطی مقدار دی‌اکسید کربن تولیدی در پیل سوختی و میکرو توربین به ترتیب 377 و 625 گرم به ازای کیلووات ساعت است که نشان‌دهنده 40% انتشار کمتر در پیل سوختی است. در ارزیابی اقتصادی، پارامتر‌های مختلفی نظیر مالیات بر کربن، قیمت سوخت و قیمت استک پیل سوختی بسیار تأثیر‌گذارند. با توجه به پیش‌‌بینی‌های انجام شده، با افزایش مالیات بر کربن در سال‌های آتی و همچنین کاهش هزینه فناوری پیل سوختی، این فناوری قابل‌رقابت با فناوری‌های متداول تولید توان نظیر میکرو توربین گازی می‌گردد.